Java面试：基础、并发与容器高频考点整理

String str="i" 与 String str=new String("i") 一样吗？
不一样。"i" 直接放常量池，new String("i") 在堆上创建对象。

如何将字符串反转？
用 StringBuilder 或 StringBuffer 的 reverse()。

StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("abcdefg");
System.out.println(sb.reverse()); // gfedcba

String 类的常用方法有哪些？
indexOf、charAt、replace、trim、split、getBytes、length、toLowerCase / toUpperCase、substring、equals 等。

抽象类必须要有抽象方法吗？
不必。抽象类可以没有任何抽象方法。

abstract class Cat {
    public static void sayHi() {
        System.out.println("hi~");
    }
}

普通类和抽象类有哪些区别？
普通类不能有抽象方法，抽象类可以有；抽象类不能直接 new 实例化，普通类可以。

抽象类能使用 final 修饰吗？
不能。final 禁止继承，抽象类就是为了被继承，矛盾。

接口和抽象类有什么区别？
抽象类用 extends，接口用 implements；抽象类可以有构造器，接口没有；一个类可实现多个接口，但只能继承一个抽象类；接口方法默认 public，抽象类方法可以用各种修饰符。

Java 中 IO 流分为几种？
按功能分输入流、输出流；按类型分字节流和字符流。字节流按 8 位传输，字符流按 16 位传输。

BIO、NIO、AIO 有什么区别？
BIO 是同步阻塞式，简单但并发能力低；NIO 是同步非阻塞，通过 Channel 通讯，支持多路复用；AIO 是异步非阻塞，基于事件和回调。

Files 的常用方法有哪些？
exists、createFile / createDirectory、delete、copy、move、size、read、write 等。

容器

Java 容器都有哪些？
主要分 Collection 和 Map 两大类。Collection 下有 List（ArrayList, LinkedList, Vector, Stack）、Set（HashSet, LinkedHashSet, TreeSet）；Map 下有 HashMap, LinkedHashMap, TreeMap, ConcurrentHashMap, Hashtable。

Collection 和 Collections 有什么区别？
Collection 是集合接口，所有单列集合都实现它；Collections 是个工具类，提供 sort 等静态方法，不能实例化。

List、Set、Map 之间的区别是什么？
List 有序可重复，Set 通常无序不可重复，Map 键值对，键唯一值可重复。

HashMap 和 Hashtable 有什么区别？
HashMap 允许 key/value 为 null，Hashtable 不允许；Hashtable 线程安全，HashMap 非线程安全。Hashtable 是遗留类，单线程用 HashMap，多线程推荐 ConcurrentHashMap。

如何决定使用 HashMap 还是 TreeMap？
插入、删除、定位操作频繁用 HashMap，效率更高；需要对 key 进行有序遍历时用 TreeMap。

说一下 HashMap 的实现原理？
基于哈希。put 时计算 key 的 hash 值定位桶，冲突时用链表或红黑树存储。链表长度超过阈值会转为红黑树。

说一下 HashSet 的实现原理？
底层就是基于 HashMap，元素作为 HashMap 的 key，value 是一个常量对象。所以元素不能重复。

ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？
ArrayList 是动态数组，随机访问快；LinkedList 是双向链表，增删元素（非首尾）更快。频繁读取用 ArrayList，频繁增删用 LinkedList。

如何实现数组和 List 之间的转换？
数组转 List：Arrays.asList(array)。List 转数组：list.toArray()。

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("王磊");
list.toArray();

String[] array = {"王磊", "的博客"};
Arrays.asList(array);

ArrayList 和 Vector 的区别是什么？
Vector 线程安全（方法加了 synchronized），ArrayList 非线程安全；ArrayList 扩容 50%，Vector 扩容 1 倍；一般用 ArrayList，多线程场景考虑并发集合。

Array 和 ArrayList 有何区别？
Array 可以存基本类型和对象，ArrayList 只能存对象；Array 大小固定，ArrayList 自动扩展；Array 提供的基础方法少，ArrayList 有丰富的集合操作。

在 Queue 中 poll() 和 remove() 有什么区别？
都返回并删除队头元素。空队列时 poll() 返回 null，remove() 抛出 NoSuchElementException。

哪些集合类是线程安全的？
Vector、Hashtable、Stack 是线程安全的，但通常不推荐，JDK 1.5 后 concurrent 包里提供了更高效的并发集合，比如 ConcurrentHashMap。

迭代器 Iterator 是什么？
提供遍历 Collection 集合的统一接口，允许在迭代过程中安全移除元素。

Iterator 怎么使用？有什么特点？

List<String> list = new ArrayList<>();
Iterator<String> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
    String obj = it.next();
    System.out.println(obj);
}

遍历时如果集合被其他线程修改，会快速抛出 ConcurrentModificationException。

Iterator 和 ListIterator 有什么区别？
Iterator 可遍历 Set 和 List，单向移动；ListIterator 只能遍历 List，可双向移动，还支持添加、替换元素和获取索引。

怎么确保一个集合不能被修改？
用 Collections.unmodifiableCollection(Collection c) 生成只读视图，任何修改操作会抛出 UnsupportedOperationException。

多线程

并行和并发有什么区别？
并行是多核同时执行多个任务；并发是单核通过快速切换任务实现'同时'执行的假象。

线程和进程的区别？
一个程序至少一个进程，一个进程至少一个线程。进程是资源分配的单位，线程是调度的基本单位。

守护线程是什么？
后台运行的服务线程，比如 GC 线程。当所有非守护线程结束时，JVM 自动退出。

创建线程有哪几种方式？

1. 继承 Thread 重写 run()；2. 实现 Runnable 接口；3. 实现 Callable 接口（可返回结果）。

runnable 和 callable 有什么区别？
Runnable 无返回值，Callable 可以返回结果。Callable 常配合 Future 使用。

线程有哪些状态？
NEW、RUNNABLE、BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING、TERMINATED。

sleep() 和 wait() 有什么区别？
sleep() 是 Thread 的方法，不释放锁，时间到自动唤醒；wait() 是 Object 的方法，会释放锁，需要 notify 或 notifyAll 唤醒。

notify() 和 notifyAll() 有什么区别？
notify 随机唤醒一个等待线程，notifyAll 唤醒所有等待线程，让它们重新竞争锁。

线程的 run() 和 start() 有什么区别？
start() 会启动新线程并执行 run() 里的代码；直接调用 run() 只是普通方法调用，不会启动新线程。start() 只能调用一次。

创建线程池有哪几种方式？
核心是 ThreadPoolExecutor，常见封装有：newSingleThreadExecutor（单线程）、newCachedThreadPool（灵活大小）、newFixedThreadPool（固定大小）、newScheduledThreadPool（定时调度）、newWorkStealingPool（Java 8，利用 ForkJoinPool）。

线程池都有哪些状态？
RUNNING、SHUTDOWN、STOP、TIDYING、TERMINATED。转换过程有严格顺序。

submit() 和 execute() 有什么区别？
execute 只接受 Runnable；submit 接受 Runnable 或 Callable，且提交 Callable 后可以拿到 Future 获取返回结果。

怎么保证多线程的运行安全？
使用 java.util.concurrent 包下的安全类、用 synchronized 加锁、或者用 Lock 手动锁。

Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
try {
    System.out.println("获得锁");
} finally {
    lock.unlock();
}

多线程中 synchronized 锁升级的原理是什么？
为了减少性能开销，Java 6 后加入偏向锁、轻量级锁、重量级锁。偏向锁优先，轻量级锁通过自旋尝试获取，失败才膨胀到重量级锁，依赖操作系统互斥。

什么是死锁？
两个线程互相持有对方需要的锁并等待，导致谁也动不了。

怎么防止死锁？
设置 tryLock 超时，使用并发类代替手动锁，降低锁粒度，尽量让加锁顺序一致。

ThreadLocal 是什么？有哪些使用场景？
为每个线程提供独立的变量副本，避免共享。典型场景：数据库连接管理、Session 管理。

说一下 synchronized 底层实现原理？
基于 monitorenter/monitorexit 指令。早期是重量级锁依赖 OS 互斥，Java 6 后引入偏向、轻量级等优化。

synchronized 和 volatile 的区别是什么？
volatile 仅保证可见性，不保证原子性；synchronized 两者都保证。volatile 只修饰变量，synchronized 可修饰方法、代码块。

synchronized 和 Lock 有什么区别？
synchronized 自动释放锁，Lock 必须手动 unlock；Lock 可以尝试获取锁、可中断；synchronized 适用范围更广，可修饰方法，Lock 只能修饰代码块。

synchronized 和 ReentrantLock 区别是什么？
ReentrantLock 更灵活，支持公平锁、可绑定多个条件，但必须手动释放。synchronized 是关键字，语法简单，JVM 自动管理。

说一下 atomic 的原理？
利用 CAS（Compare And Swap）和 volatile 保证原子性，避免重量级锁，底层是 native 方法。

反射

什么是反射？
运行时动态获取类的属性和方法，并可以动态调用对象方法。

什么是 Java 序列化？什么情况下需要序列化？
将对象状态保存为字节流，以便存储到文件、数据库或网络传输。典型场景：RMI、分布式对象、持久化。

动态代理是什么？有哪些应用？
运行时动态生成代理类。常见于 Spring AOP、RPC 框架、Hibernate、单元测试 Mock。

怎么实现动态代理？
JDK 动态代理要求被代理类实现接口；CGLIB 通过继承目标类生成子类，不依赖接口。

对象拷贝

为什么要使用克隆？
当需要创建一个与已有对象状态相同的新对象，且不依赖于原有构造逻辑时，克隆更直接。

如何实现对象克隆？
实现 Cloneable 接口并重写 clone() 方法（浅拷贝）；或通过序列化和反序列化实现深拷贝。

深拷贝和浅拷贝区别是什么？
浅拷贝复制基本类型和对象引用，指向同一块内存；深拷贝把引用指向的对象也复制一份，完全独立。

Java Web

JSP 和 servlet 有什么区别？
JSP 本质上是 Servlet，但编写方式不同。Servlet 在 Java 代码里拼 HTML，JSP 在 HTML 里嵌入 Java。JSP 侧重视图，Servlet 侧重控制逻辑。

JSP 有哪些内置对象？作用分别是什么？
request、response、pageContext、session、application、out、config、page、exception，共 9 个，分别用于获取请求、响应、作用域等。

说一下 JSP 的 4 种作用域？
page（当前页面）、request（一次请求）、session（一次会话）、application（整个 Web 应用）。按需使用。

session 和 cookie 有什么区别？
session 数据在服务端，较安全，可存复杂对象；cookie 在浏览器端，有大小和数量限制，容易被篡改。session 依赖 cookie 或 URL 重写维持。